陶瓷材料具有耐磨、耐高溫、高硬度及較好的耐腐蝕性等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、機(jī)械、電子產(chǎn)品及生物工程等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。但傳統(tǒng)成形工藝依賴于模具,具有工藝復(fù)雜、耗時(shí)長、難度大及成本高等特點(diǎn),阻礙了陶瓷材料零件的大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用。因此,研究制造成本低、環(huán)境污染小、成形質(zhì)量好的成形工藝對陶瓷材料的進(jìn)一步大規(guī)模應(yīng)用具有重要的實(shí)用價(jià)值。陶瓷膏體低溫?cái)D壓成形（Freeze-form Extrusion Fabrication,FEF）技術(shù),采用水基陶瓷膏體為成形材料,基于離散堆積成形原理,根據(jù)零件三維模型直接成形三維零件,降低產(chǎn)品制造成本,縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期。其中成形過程及液相遷移現(xiàn)象對成形件性能至關(guān)重要。本文對陶瓷膏體低溫成形過程控制和液相遷移進(jìn)行研究,分析了成形過程中的擠壓力變化,建立了擠壓力的模型并進(jìn)行了控制,同時(shí)對擠壓過程出現(xiàn)的液相遷移進(jìn)行了分析和研究,為陶瓷材料的快速成形技術(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐,具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。論文的主要研究內(nèi)容如下:針對當(dāng)前成形設(shè)備整體冷卻方式中存在的問題,開發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的陶瓷零件低溫成形試驗(yàn)平臺(tái)。對擠壓過程進(jìn)行分析,建立擠壓過程模型,通過試驗(yàn)對模型... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：123 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 研究背景、目的及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的及意義
    1.2 陶瓷零件自由成形技術(shù)
        1.2.1 陶瓷零件熔融沉積自由成形技術(shù)
        1.2.2 陶瓷零件選擇性激光燒結(jié)成形技術(shù)
        1.2.3 陶瓷零件分層實(shí)體成形技術(shù)
        1.2.4 陶瓷零件立體光刻成形技術(shù)
        1.2.5 陶瓷零件三維打印成形技術(shù)
        1.2.6 陶瓷零件擠壓自由成形技術(shù)
        1.2.7 陶瓷零件低溫成形技術(shù)
    1.3 問題提出
        1.3.1 研究現(xiàn)狀
        1.3.2 液相遷移的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究內(nèi)容
    1.5 本課題的研究內(nèi)容及章節(jié)安排
2 陶瓷膏體低溫成形技術(shù)研究
    2.1 低溫快速成形技術(shù)
    2.2 陶瓷膏體低溫成形技術(shù)
        2.2.1 陶瓷膏體低溫成形原理及特點(diǎn)
        2.2.2 陶瓷膏體低溫成形實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)
    2.3 陶瓷材料擠壓過程分析
        2.3.1 Benbow-Bridgwater模型
        2.3.2 陶瓷膏體擠壓力模型
        2.3.3 擠壓過程中擠壓力仿真
        2.3.4 擠壓力實(shí)驗(yàn)研究
    2.4 氣泡釋放和結(jié)塊破裂對擠壓過程的影響
        2.4.1 氣泡釋放對擠壓過程的影響
        2.4.2 結(jié)塊破裂對擠壓過程的影響
    2.5 陶瓷膏體低溫成形質(zhì)量研究
        2.5.1 成形環(huán)境溫度對成形質(zhì)量的影響
        2.5.2 沉積層厚度對層間成形質(zhì)量的影響
        2.5.3 擠出速度、沉積速度對成形質(zhì)量的影響
    2.6 本章小結(jié)
3 陶瓷膏體低溫成形擠壓力控制研究
    3.1 成形過程擠壓力動(dòng)態(tài)模型
        3.1.1 擠壓力分析和建模
        3.1.2 模型參數(shù)估計(jì)
        3.1.3 算法仿真和驗(yàn)證
    3.2 自校正控制系統(tǒng)
    3.3 最小方差自校正控制律
    3.4 自適應(yīng)控制器設(shè)計(jì)
    3.5 自適應(yīng)控制閉環(huán)系統(tǒng)分析
    3.6 自適應(yīng)控制器仿真驗(yàn)證
        3.6.1 仿真驗(yàn)證
        3.6.2 自適應(yīng)控制器實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
    3.7 本章小結(jié)
4 陶瓷膏體成形過程中的液相遷移研究
    4.1 陶瓷膏體擠壓過程中液相遷移產(chǎn)生機(jī)理
        4.1.1 水基陶瓷膏體的流變性
        4.1.2 水基陶瓷膏體的滲透性
    4.2 建立液相遷移模型
        4.2.1 膏體擠壓力分析
        4.2.2 模型簡介
        4.2.3 幾何模型
        4.2.4 壓實(shí)階段模型分析
        4.2.5 擠出階段模型分析
    4.3 液相遷移過程的數(shù)值模擬
        4.3.1 流體動(dòng)力學(xué)控制方程
        4.3.2 兩相流模型概述
        4.3.3 擠壓過程中液相遷移的數(shù)值模擬
    4.4 模型驗(yàn)證
        4.4.1 實(shí)驗(yàn)材料制備
        4.4.2 實(shí)驗(yàn)方案
        4.4.3 實(shí)驗(yàn)步驟
        4.4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    4.5 本章小結(jié)
5 液相遷移參數(shù)優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 基于正交試驗(yàn)的液相遷移研究
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及材料
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)方案及方法
        5.1.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析
    5.2 基于多元回歸的液相含量預(yù)測模型研究
        5.2.1 回歸分析法
        5.2.2 擠出膏體中液相含量預(yù)測模型
        5.2.3 液相含量預(yù)測模型仿真
        5.2.4 預(yù)測模型試驗(yàn)驗(yàn)證
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 發(fā)展與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3036070